JPH1098019A - 表面清浄化方法 - Google Patents
表面清浄化方法Info
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- JPH1098019A JPH1098019A JP25143496A JP25143496A JPH1098019A JP H1098019 A JPH1098019 A JP H1098019A JP 25143496 A JP25143496 A JP 25143496A JP 25143496 A JP25143496 A JP 25143496A JP H1098019 A JPH1098019 A JP H1098019A
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- cleaning
- manufacturing apparatus
- carbon
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- ing And Chemical Polishing (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
- Cleaning Or Drying Semiconductors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】減圧された製造装置系内において加工される被
加工物の表面や製造装置系内を清浄にし、かつ表面に吸
着した水分および水酸基を有する物質を除去することが
でき、製造装置および製造プロセスの安定化を得、被加
工物の加工程度のバラツキをなくすことができる表面清
浄化方法の提供。 【解決手段】減圧された製造装置系内において加工され
る被加工物の表面および／または製造装置系内を清浄化
するために、製造装置系内にＣＯあるいはＣＯを発生さ
せる原料物質を導入する。
加工物の表面や製造装置系内を清浄にし、かつ表面に吸
着した水分および水酸基を有する物質を除去することが
でき、製造装置および製造プロセスの安定化を得、被加
工物の加工程度のバラツキをなくすことができる表面清
浄化方法の提供。 【解決手段】減圧された製造装置系内において加工され
る被加工物の表面および／または製造装置系内を清浄化
するために、製造装置系内にＣＯあるいはＣＯを発生さ
せる原料物質を導入する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、減圧された製造装
置系内において加工される被加工物の表面および／また
は製造装置系内を清浄にし、かつ表面の脱水を行う表面
清浄化方法に関し、特に半導体装置の製造において、装
置およびプロセスの安定化を得るために、製造装置、す
なわちプロセスチャンバーおよび／またはウェハ表面に
吸着した水分および水酸基を有する物質を除去する表面
清浄化方法に関するものである。
置系内において加工される被加工物の表面および／また
は製造装置系内を清浄にし、かつ表面の脱水を行う表面
清浄化方法に関し、特に半導体装置の製造において、装
置およびプロセスの安定化を得るために、製造装置、す
なわちプロセスチャンバーおよび／またはウェハ表面に
吸着した水分および水酸基を有する物質を除去する表面
清浄化方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に半導体製造装置では、イオン注入
装置、ＣＶＤ装置、エッチング装置等の各種真空装置が
用いられる。いずれも低圧下でウェハに対する加工が行
われるが、これら装置はあるサイクルで大気開放しチャ
ンバークリーニングを行う必要がある。このためクリー
ニング直後にはプロセスチャンバーの内壁には大気中の
水分が吸着し、従来の長時間の真空引きや空放電では十
分に除去できない水分が残留する。この残留水分は、プ
ラズマに接触することにより水素原子でハロゲン原子を
捕獲したり、酸素原子を放出して消費され減少してい
く。したがってクリーニングサイクルの間で残留水分濃
度の変化とともに、成膜やエッチングの活性種の濃度が
変化してしまい、結果として膜質やエッチング形状が変
化するため、これを避けるためクリーニングの最後にア
ルコールやアセトン等の揮発性物質で、内壁を拭いてい
る。しかし、アルコールは分子内に水酸基をもちこの水
酸基が残留して水分を吸着してしまう。
装置、ＣＶＤ装置、エッチング装置等の各種真空装置が
用いられる。いずれも低圧下でウェハに対する加工が行
われるが、これら装置はあるサイクルで大気開放しチャ
ンバークリーニングを行う必要がある。このためクリー
ニング直後にはプロセスチャンバーの内壁には大気中の
水分が吸着し、従来の長時間の真空引きや空放電では十
分に除去できない水分が残留する。この残留水分は、プ
ラズマに接触することにより水素原子でハロゲン原子を
捕獲したり、酸素原子を放出して消費され減少してい
く。したがってクリーニングサイクルの間で残留水分濃
度の変化とともに、成膜やエッチングの活性種の濃度が
変化してしまい、結果として膜質やエッチング形状が変
化するため、これを避けるためクリーニングの最後にア
ルコールやアセトン等の揮発性物質で、内壁を拭いてい
る。しかし、アルコールは分子内に水酸基をもちこの水
酸基が残留して水分を吸着してしまう。
【０００３】また、ウェハについても大気中からロード
ロック室を経てプロセスチャンバーに搬入されるとはい
え、スループット上の制約から長時間の真空引きはでき
ず、ウェハ上に吸着した水分や水酸基はほとんどそのま
まプロセスチャンバーに持ち込まれる。これらの対策と
して、スパッタ装置等ではプロセスチャンバーに入る前
に、ロードロック室においてカセットごと真空排気した
り、搬送室で２００℃〜３００℃に加熱する方法（特開
平６−３３０３０７号公報参照）がある。また、フォト
レジスト塗布前には密着性を高めるためにＨＭＤＳ（ヘ
キサメチルジシラザン）でウェハを拭いて水分を除去す
る処理やこの方法にマイクロ波加熱を併用した方法（特
開昭５７−４５９２８号公報参照）等が提案されてい
る。
ロック室を経てプロセスチャンバーに搬入されるとはい
え、スループット上の制約から長時間の真空引きはでき
ず、ウェハ上に吸着した水分や水酸基はほとんどそのま
まプロセスチャンバーに持ち込まれる。これらの対策と
して、スパッタ装置等ではプロセスチャンバーに入る前
に、ロードロック室においてカセットごと真空排気した
り、搬送室で２００℃〜３００℃に加熱する方法（特開
平６−３３０３０７号公報参照）がある。また、フォト
レジスト塗布前には密着性を高めるためにＨＭＤＳ（ヘ
キサメチルジシラザン）でウェハを拭いて水分を除去す
る処理やこの方法にマイクロ波加熱を併用した方法（特
開昭５７−４５９２８号公報参照）等が提案されてい
る。
【０００４】しかしながら、上述した従来の表面の清浄
化方法では、以下のような問題がある。 １．大気開放しチャンバークリーニングした半導体製造
装置は、上記のように内壁には大気中の水分が吸着し、
従来の長時間の真空引きや空放電では十分に除去できな
い水分が残留している。アルコールやアセトン等の揮発
性物質で内壁を拭いたとしても、これらの揮発性物質の
蒸発が大半で水分は依然残留する。この残留水分は、プ
ラズマに接触することにより水分子内の水素原子がハロ
ゲン原子を捕獲したり、酸素原子を放出したりして消費
され、減少していく。したがって、クリーニングサイク
ルの間で残留水分濃度の変化とともに、成膜やエッチン
グの活性種の濃度が変化し、結果として膜質やエッチン
グ形状が変化してしまう。エッチングでは主エッチャン
トとしてハロゲンを用いることが多く、この際装置内に
水素原子があるとエッチャントと結合し、エッチレート
の低下や側壁保護膜の堆積が促進されることによる加工
形状のテーパー化が生じる。すなわち、チャンバークリ
ーニングサイクル間で加工形状（加工寸法）が変動する
ため、水分の残留は加工精度を制限する一因となる。
化方法では、以下のような問題がある。 １．大気開放しチャンバークリーニングした半導体製造
装置は、上記のように内壁には大気中の水分が吸着し、
従来の長時間の真空引きや空放電では十分に除去できな
い水分が残留している。アルコールやアセトン等の揮発
性物質で内壁を拭いたとしても、これらの揮発性物質の
蒸発が大半で水分は依然残留する。この残留水分は、プ
ラズマに接触することにより水分子内の水素原子がハロ
ゲン原子を捕獲したり、酸素原子を放出したりして消費
され、減少していく。したがって、クリーニングサイク
ルの間で残留水分濃度の変化とともに、成膜やエッチン
グの活性種の濃度が変化し、結果として膜質やエッチン
グ形状が変化してしまう。エッチングでは主エッチャン
トとしてハロゲンを用いることが多く、この際装置内に
水素原子があるとエッチャントと結合し、エッチレート
の低下や側壁保護膜の堆積が促進されることによる加工
形状のテーパー化が生じる。すなわち、チャンバークリ
ーニングサイクル間で加工形状（加工寸法）が変動する
ため、水分の残留は加工精度を制限する一因となる。
【０００５】２．加工精度を制限するのは装置のクリー
ニング後の残留水分だけではない。枚葉式でロードロッ
ク室からプロセスチャンバーに搬送される装置の場合、
ウェハ表面に吸着した水分は真空引きを主目的としたロ
ードロック室ではほとんど除去されずにプロセスチャン
バーに持ち込まれる。カセットごと真空排気する場合で
も吸着した水分を真空排気のみで除去することは困難で
ある。さらにエッチングするウェハは表面にレジストマ
スクが存在するため、高温加熱は用いることができな
い。エッチング時に表面に水分が存在すると、上記のよ
うにエッチング初期に加工形状のテーパー化が生じるう
え、連続処理によりチャンバー内に水分やそれにより促
進された堆積物が蓄積するため、加工寸法の再現性が悪
化する。微細化が進み、アスペクト比が高いほど垂直形
状が要求されてきており、デザインルールにしめるエッ
チング初期のテーパー化による寸法変動や連続処理時の
寸法変動の割合が無視できない。
ニング後の残留水分だけではない。枚葉式でロードロッ
ク室からプロセスチャンバーに搬送される装置の場合、
ウェハ表面に吸着した水分は真空引きを主目的としたロ
ードロック室ではほとんど除去されずにプロセスチャン
バーに持ち込まれる。カセットごと真空排気する場合で
も吸着した水分を真空排気のみで除去することは困難で
ある。さらにエッチングするウェハは表面にレジストマ
スクが存在するため、高温加熱は用いることができな
い。エッチング時に表面に水分が存在すると、上記のよ
うにエッチング初期に加工形状のテーパー化が生じるう
え、連続処理によりチャンバー内に水分やそれにより促
進された堆積物が蓄積するため、加工寸法の再現性が悪
化する。微細化が進み、アスペクト比が高いほど垂直形
状が要求されてきており、デザインルールにしめるエッ
チング初期のテーパー化による寸法変動や連続処理時の
寸法変動の割合が無視できない。
【０００６】３．小さな部品の脱水処理ならば、ＨＭＤ
Ｓ（ヘキサメチルジシラザン）を用いた表面脱水処理や
これにマイクロ波加熱を併用した方法（特開昭５７−４
５９２８号公報参照）等があるが、半導体装置のような
ウェハレベルでない大規模な部品の脱水処理では、ＨＭ
ＤＳが２００℃程度で引火する性質のため、使用方法の
自由度に制限が加わってしまう。
Ｓ（ヘキサメチルジシラザン）を用いた表面脱水処理や
これにマイクロ波加熱を併用した方法（特開昭５７−４
５９２８号公報参照）等があるが、半導体装置のような
ウェハレベルでない大規模な部品の脱水処理では、ＨＭ
ＤＳが２００℃程度で引火する性質のため、使用方法の
自由度に制限が加わってしまう。
【０００７】上記種々の問題は、プロセスチャンバーや
ロードロック室等の半導体製造装置系内に限らず、一般
に減圧して用いられる装置であって表面の吸着水分の除
去が必要な装置にも言えることであり、これら減圧され
た製造装置系内における表面吸着水分の有効な除去方法
が望まれている。
ロードロック室等の半導体製造装置系内に限らず、一般
に減圧して用いられる装置であって表面の吸着水分の除
去が必要な装置にも言えることであり、これら減圧され
た製造装置系内における表面吸着水分の有効な除去方法
が望まれている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記従来技
術に基づく種々の問題点を鑑みなされたものであり、そ
の目的は、減圧下で加工を行う製造装置系内において、
製造装置および製造プロセスの安定化を得、被加工物の
加工程度のばらつきを無くし、安定化を得るために、被
加工物の表面や製造装置系内を清浄にし、かつ表面に吸
着した水分および水酸基を有する物質を除去する表面清
浄化方法を提供することである。
術に基づく種々の問題点を鑑みなされたものであり、そ
の目的は、減圧下で加工を行う製造装置系内において、
製造装置および製造プロセスの安定化を得、被加工物の
加工程度のばらつきを無くし、安定化を得るために、被
加工物の表面や製造装置系内を清浄にし、かつ表面に吸
着した水分および水酸基を有する物質を除去する表面清
浄化方法を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、減圧された製造装置系内において加工さ
れる被加工物の表面および／または前記製造装置系内を
清浄化するために、前記製造装置系内に、ＣＯあるいは
炭素含有物質と、酸素含有物質を、炭素原子と酸素原子
換算のモル比で、Ｃ：Ｏ＝１：２００〜１：５の範囲と
なるよう導入する表面清浄化方法を提供するものであ
る。
に、本発明は、減圧された製造装置系内において加工さ
れる被加工物の表面および／または前記製造装置系内を
清浄化するために、前記製造装置系内に、ＣＯあるいは
炭素含有物質と、酸素含有物質を、炭素原子と酸素原子
換算のモル比で、Ｃ：Ｏ＝１：２００〜１：５の範囲と
なるよう導入する表面清浄化方法を提供するものであ
る。
【００１０】また、前記炭素含有物質が、脂肪族炭化水
素とアルデヒド基を有する化合物とＣ−Ｆ系化合物とか
らなる群より選ばれる１種もしくは２種以上の炭素含有
化合物であることが好ましい。
素とアルデヒド基を有する化合物とＣ−Ｆ系化合物とか
らなる群より選ばれる１種もしくは２種以上の炭素含有
化合物であることが好ましい。
【００１１】また、前記表面清浄化方法であって、ＣＯ
あるいは前記炭素含有物質と、前記酸素含有物質との混
合ガスに、不活性ガスと水素含有ガスのいずれか１種も
しくは両方を添加する表面清浄化方法を提供するもので
ある。
あるいは前記炭素含有物質と、前記酸素含有物質との混
合ガスに、不活性ガスと水素含有ガスのいずれか１種も
しくは両方を添加する表面清浄化方法を提供するもので
ある。
【００１２】前記表面清浄化方法であって、前記製造装
置系内に、さらに、放電、レーザー、光、および高熱の
いずれか少なくとも１種によりエネルギーを加える表面
清浄化方法を提供するものである。
置系内に、さらに、放電、レーザー、光、および高熱の
いずれか少なくとも１種によりエネルギーを加える表面
清浄化方法を提供するものである。
【００１３】前記被加工物に施される製造工程が、半導
体製造工程である表面清浄化方法を提供するものであ
る。
体製造工程である表面清浄化方法を提供するものであ
る。
【００１４】前記製造装置系内は、メンテナンス後の製
造装置系内である表面清浄化方法を提供するものであ
る。
造装置系内である表面清浄化方法を提供するものであ
る。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下に、本発明に係る表面清浄化
方法をさらに詳細に説明する。本発明の表面清浄化方法
は、減圧下で被加工物に加工を行う製造装置系内に少な
くとも、ＣＯあるいは炭素含有物質と、酸素含有物質と
を、導入することを特徴とする。ＣＯは還元性にすぐれ
ているため、製造装置の内壁、あるいは被加工物製品表
面の吸着水分や水酸基を有する物質の酸素と結合しＣＯ
2 と水素を発生する。生成物が両者ともガス状であるた
め、製品表面を汚染することなく残留水分を除去するこ
とができる。
方法をさらに詳細に説明する。本発明の表面清浄化方法
は、減圧下で被加工物に加工を行う製造装置系内に少な
くとも、ＣＯあるいは炭素含有物質と、酸素含有物質と
を、導入することを特徴とする。ＣＯは還元性にすぐれ
ているため、製造装置の内壁、あるいは被加工物製品表
面の吸着水分や水酸基を有する物質の酸素と結合しＣＯ
2 と水素を発生する。生成物が両者ともガス状であるた
め、製品表面を汚染することなく残留水分を除去するこ
とができる。
【００１６】前記炭素含有物質としては、脂肪族炭化水
素、アルデヒド基を有する化合物、あるいはＣ−Ｆ系化
合物のいずれか１種または２種以上の炭素含有化合物を
用いるのが好ましい。脂肪族炭化水素としては、具体例
として、メタン、エタン、プロパン等の低級脂肪族炭化
水素を挙げることができる。アルデヒド基を有する化合
物としては、具体例として、ホルムアルデヒド、アセト
アルデヒド、アセトアルデヒドジメチルアセタール等の
化合物を挙げることができる。Ｃ−Ｆ系化合物として
は、具体例として、ＣＦ4 、Ｃ2 Ｆ6 、Ｃ3 Ｆ8 、Ｃ4
Ｆ8 、ＣＨＦ3 等を挙げることができる。また、前記酸
素含有物質としては、酸素、一酸化二窒素、二フッ化酸
素等を挙げることができる。
素、アルデヒド基を有する化合物、あるいはＣ−Ｆ系化
合物のいずれか１種または２種以上の炭素含有化合物を
用いるのが好ましい。脂肪族炭化水素としては、具体例
として、メタン、エタン、プロパン等の低級脂肪族炭化
水素を挙げることができる。アルデヒド基を有する化合
物としては、具体例として、ホルムアルデヒド、アセト
アルデヒド、アセトアルデヒドジメチルアセタール等の
化合物を挙げることができる。Ｃ−Ｆ系化合物として
は、具体例として、ＣＦ4 、Ｃ2 Ｆ6 、Ｃ3 Ｆ8 、Ｃ4
Ｆ8 、ＣＨＦ3 等を挙げることができる。また、前記酸
素含有物質としては、酸素、一酸化二窒素、二フッ化酸
素等を挙げることができる。
【００１７】脂肪族炭化水素、アルデヒド基を有する化
合物、あるいはＣ−Ｆ系化合物の何れか１種または２種
以上の炭素含有化合物と、酸素含有物質は、表面清浄化
を行う製造装置系内に導入された後、放電、レーザー、
光、あるいは熱のいずれか少なくとも１種によりエネル
ギーを加えることでＣＯを発生することができる。製造
装置系内に導入されるＣＯあるいは上記炭素含有物質
と、上記酸素含有物質との組成比は、ＣＯあるいは上記
炭素含有物質と、上記酸素含有物質とを、炭素原子と酸
素原子換算のモル比として、Ｃ：Ｏ＝１：２００〜１：
５の範囲であるのが好ましい。該範囲であれば、ＣＯを
生成するとともに、カーボンの堆積物が発生することも
ないからである。さらに、炭素含有物質と酸素含有物質
の混合割合は、ＣＯとＯ2 に換算して各々の分圧比で
１：２．５〜１：２０であるのが、効率的にＣＯを生成
するので好ましい。
合物、あるいはＣ−Ｆ系化合物の何れか１種または２種
以上の炭素含有化合物と、酸素含有物質は、表面清浄化
を行う製造装置系内に導入された後、放電、レーザー、
光、あるいは熱のいずれか少なくとも１種によりエネル
ギーを加えることでＣＯを発生することができる。製造
装置系内に導入されるＣＯあるいは上記炭素含有物質
と、上記酸素含有物質との組成比は、ＣＯあるいは上記
炭素含有物質と、上記酸素含有物質とを、炭素原子と酸
素原子換算のモル比として、Ｃ：Ｏ＝１：２００〜１：
５の範囲であるのが好ましい。該範囲であれば、ＣＯを
生成するとともに、カーボンの堆積物が発生することも
ないからである。さらに、炭素含有物質と酸素含有物質
の混合割合は、ＣＯとＯ2 に換算して各々の分圧比で
１：２．５〜１：２０であるのが、効率的にＣＯを生成
するので好ましい。
【００１８】表面清浄化を行う製造装置系内にＣＯある
いは上記炭素含有物質と上記酸素含有物質とを導入する
には、これらのガスと、不活性ガスと水素含有ガスのい
ずれか１種もしくは両方とを混合し、この混合ガスを導
入することによればよい。不活性ガスとしては、Ｈｅ、
Ｎｅ、Ａｒ等の希ガス、水素含有ガスとしては、Ｈ2 、
ＮＨ3 等ガスを挙げることができる。これらのガスは、
いずれか１種もしくは２種以上を用いてもよい。表面清
浄化を行う製造装置系内のＣＯと、不活性ガスと水素含
有ガスのいずれか１種もしくは両方との混合割合は、各
々の分圧比として１：２０〜１：１００であるのが、希
釈によるＣＯ濃度の低下を抑え、且つ、反応が促進され
るので好ましい。
いは上記炭素含有物質と上記酸素含有物質とを導入する
には、これらのガスと、不活性ガスと水素含有ガスのい
ずれか１種もしくは両方とを混合し、この混合ガスを導
入することによればよい。不活性ガスとしては、Ｈｅ、
Ｎｅ、Ａｒ等の希ガス、水素含有ガスとしては、Ｈ2 、
ＮＨ3 等ガスを挙げることができる。これらのガスは、
いずれか１種もしくは２種以上を用いてもよい。表面清
浄化を行う製造装置系内のＣＯと、不活性ガスと水素含
有ガスのいずれか１種もしくは両方との混合割合は、各
々の分圧比として１：２０〜１：１００であるのが、希
釈によるＣＯ濃度の低下を抑え、且つ、反応が促進され
るので好ましい。
【００１９】上記混合ガスを表面清浄化を行う製造装置
系内に導入するに先立ち、製造装置系内の真空排気を行
のが好ましい。混合ガス導入時の製造装置系内の減圧度
は、０．１〜２Ｔｏｒｒとするのが好ましい。上記混合
ガスによる表面清浄化かつ脱水化を効率よく進ませるた
めである。減圧された製造装置系内への該混合ガスの導
入量は、１分間当たりの流量として製造装置系内容積の
１〜１０％が好ましい。該範囲より多いと製造装置の内
壁や製造装置系内の被加工物の表面にカーボンが堆積す
るので好ましくない。ガス流量は、マスフローコントロ
ーラー等により調節することができる。
系内に導入するに先立ち、製造装置系内の真空排気を行
のが好ましい。混合ガス導入時の製造装置系内の減圧度
は、０．１〜２Ｔｏｒｒとするのが好ましい。上記混合
ガスによる表面清浄化かつ脱水化を効率よく進ませるた
めである。減圧された製造装置系内への該混合ガスの導
入量は、１分間当たりの流量として製造装置系内容積の
１〜１０％が好ましい。該範囲より多いと製造装置の内
壁や製造装置系内の被加工物の表面にカーボンが堆積す
るので好ましくない。ガス流量は、マスフローコントロ
ーラー等により調節することができる。
【００２０】導入された混合ガスは、製造装置系内にて
放電、レーザー、光、あるいは熱のいずれか少なくとも
１種によりエネルギーを加えられるが、このことにより
活性化されたＣＯは製造装置系内の隅々に拡散し、製造
装置系内の被加工物や製造装置の内壁等に吸着する水分
や水酸基を有する物質と反応してＣＯ2 とＨ2 となる。
ＣＯ2 とＨ2 はともにガスであるので、堆積物が残るこ
となく製造装置系外へ排気することができる。放電とし
ては、ＲＩＥ、ＭＥＲＩＥ、ＥＣＲ、ヘリコン波等の放
電を、レーザーとしては、ＣＯ2 レーザー等を、光とし
ては、紫外線、赤外線等を、熱としてはランプアニール
による熱、ヒーター加熱等を挙げることができる。混合
ガスに加えられるエネルギーは、混合ガス内のＣＯを活
性化するのに十分であればよい。混合ガスの導入および
吸着水分とＣＯとの反応を継続させる時間は、製造装置
の容積、及び、製造装置系内での吸着水分の残留度の許
容度により異なるので、適宜決めればよい。また、この
水分除去プロセスの後、製造装置系内を更に真空排気
し、混合ガス、ＣＯ2 、Ｈ2 を製造装置系内より除去す
るが、減圧度は製造装置の使用目的に依存する許容度に
よりやはり異なるので、適宜決めればよい。
放電、レーザー、光、あるいは熱のいずれか少なくとも
１種によりエネルギーを加えられるが、このことにより
活性化されたＣＯは製造装置系内の隅々に拡散し、製造
装置系内の被加工物や製造装置の内壁等に吸着する水分
や水酸基を有する物質と反応してＣＯ2 とＨ2 となる。
ＣＯ2 とＨ2 はともにガスであるので、堆積物が残るこ
となく製造装置系外へ排気することができる。放電とし
ては、ＲＩＥ、ＭＥＲＩＥ、ＥＣＲ、ヘリコン波等の放
電を、レーザーとしては、ＣＯ2 レーザー等を、光とし
ては、紫外線、赤外線等を、熱としてはランプアニール
による熱、ヒーター加熱等を挙げることができる。混合
ガスに加えられるエネルギーは、混合ガス内のＣＯを活
性化するのに十分であればよい。混合ガスの導入および
吸着水分とＣＯとの反応を継続させる時間は、製造装置
の容積、及び、製造装置系内での吸着水分の残留度の許
容度により異なるので、適宜決めればよい。また、この
水分除去プロセスの後、製造装置系内を更に真空排気
し、混合ガス、ＣＯ2 、Ｈ2 を製造装置系内より除去す
るが、減圧度は製造装置の使用目的に依存する許容度に
よりやはり異なるので、適宜決めればよい。
【００２１】上述したＣＯによる脱水反応は、減圧され
た製造装置系内において加工される被加工物の表面や製
造装置系内に吸着する水分の除去に有効である。また、
表面の吸着水分の除去を要する工程を含む製造装置であ
れば、本発明の表面清浄化方法を好適に適用することが
できる。例えば、このような製造装置としては、ＥＣＲ
エッチング装置、プラズマＣＶＤ装置等を挙げることが
できる。特に、本発明の表面清浄化方法は、半導体製造
装置の製造工程に用いることができ、具体的には、気相
成膜の前工程、絶縁膜あるいはメタル配線膜形成の前工
程、フォトレジスト塗布前処理工程、エッチングの前工
程に好適に用いることができる。
た製造装置系内において加工される被加工物の表面や製
造装置系内に吸着する水分の除去に有効である。また、
表面の吸着水分の除去を要する工程を含む製造装置であ
れば、本発明の表面清浄化方法を好適に適用することが
できる。例えば、このような製造装置としては、ＥＣＲ
エッチング装置、プラズマＣＶＤ装置等を挙げることが
できる。特に、本発明の表面清浄化方法は、半導体製造
装置の製造工程に用いることができ、具体的には、気相
成膜の前工程、絶縁膜あるいはメタル配線膜形成の前工
程、フォトレジスト塗布前処理工程、エッチングの前工
程に好適に用いることができる。
【００２２】
【実施例】以下に本発明の好適実施例に基づいて、本発
明の表面清浄化方法を具体的に説明する。
明の表面清浄化方法を具体的に説明する。
【００２３】ここでは、図１に示すＥＣＲエッチング装
置を用いた、コンタクトホールエッチングへの本発明の
適用例を説明する。図１に示すように、エッチングチャ
ンバー１２内は、排気口１４よりターボ分子ポンプとド
ライポンプによって排気されており、各エッチングガス
はマスフローコントローラ１６により所望の流量がエッ
チングチャンバー１２に導入され、プラズマ化される。
ウェハ１８は下部電極２０上で静電チャック機構により
支持され、さらにウェハ１８の表面とウェハステージ１
０の間はＨｅガスで満たされることにより、チラー２２
で冷却されたウェハステージ１０とウェハ１８の熱伝導
が確保されている。ウェハステージ１０には異方性を高
めるための、ＲＦバイアスの印加が可能である。尚、図
１中、参照番号２４はマグネトロン、２６は導波管、２
８は放電管、３０は電磁コイル、３２はガス導入管、３
４はウェハ搬送口、３６はＲＦ電源をそれぞれ示す。
置を用いた、コンタクトホールエッチングへの本発明の
適用例を説明する。図１に示すように、エッチングチャ
ンバー１２内は、排気口１４よりターボ分子ポンプとド
ライポンプによって排気されており、各エッチングガス
はマスフローコントローラ１６により所望の流量がエッ
チングチャンバー１２に導入され、プラズマ化される。
ウェハ１８は下部電極２０上で静電チャック機構により
支持され、さらにウェハ１８の表面とウェハステージ１
０の間はＨｅガスで満たされることにより、チラー２２
で冷却されたウェハステージ１０とウェハ１８の熱伝導
が確保されている。ウェハステージ１０には異方性を高
めるための、ＲＦバイアスの印加が可能である。尚、図
１中、参照番号２４はマグネトロン、２６は導波管、２
８は放電管、３０は電磁コイル、３２はガス導入管、３
４はウェハ搬送口、３６はＲＦ電源をそれぞれ示す。
【００２４】本発明の実施例ではコンタクトエッチング
のメインガスとしてＣ4 Ｆ8 を、水分除去プロセスのメ
インガスとしてＣＯ、Ｏ2 、Ａｒを用いた。混合ガスの
混合割合は、ＣＯを４．５％，、Ｏ2 を５０％、Ａｒを
４５．５％とした。この混合ガスをプラズマ放電により
ラジカル化し反応させた。層間膜はＢＰＳＧ膜約１μｍ
とした。
のメインガスとしてＣ4 Ｆ8 を、水分除去プロセスのメ
インガスとしてＣＯ、Ｏ2 、Ａｒを用いた。混合ガスの
混合割合は、ＣＯを４．５％，、Ｏ2 を５０％、Ａｒを
４５．５％とした。この混合ガスをプラズマ放電により
ラジカル化し反応させた。層間膜はＢＰＳＧ膜約１μｍ
とした。
【００２５】比較例として、水分除去プロセスを行わず
通常の真空排気のみ行った以外は本発明の実施例と同様
にコンタクトホールエッチングを行った。
通常の真空排気のみ行った以外は本発明の実施例と同様
にコンタクトホールエッチングを行った。
【００２６】（実施例１、比較例１）第２図に、チャン
バークリーニング後、真空排気を５時間行い減圧度１０
-5Ｔｏｒｒになった後、コンタクトエッチングした場合
の平均コンタクト径の経時変化（比較例１）と、クリー
ニング後３時間の真空排気で減圧度１０-4Ｔｏｒｒとな
った後３０分のＣＯ−Ｏ2 −Ａｒ系放電を行ってからコ
ンタクトエッチングした場合の平均コンタクト径の経時
変化（実施例１）を示す。このとき水分除去プロセスの
メインガスの流量は１２００ｓｃｃｍとした。第２図の
縦軸には、コンタクトホールの寸法変動を、目標ホール
径を１として表した値を示す。横軸には、チャンバーク
リーニング直後から３０時間後までを積算時間（ｈｒ）
を単位に示す。尚、実際の製造工程ではおよそ３０時間
ごとにチャンバークリーニングを実施しているため、一
応の目安として積算処理時間（もしくはＲＦ時間）を３
０時間までとした。５時間の真空排気のみの比較例１で
は、残留水分の影響で、最初１５％以上のホール径の縮
小が見られるが、３０分間のＣＯ−Ｏ2 −Ａｒ系放電を
行った実施例１では、それより短い３時間の真空排気で
あっても立ち上げ直後のコンタクトホール径の縮小は約
６％程度であった。このようにエッチング装置、従って
半導体製造装置では、チャンバークリーニングサイクル
間の加工寸法の変動を大幅に抑えることができることが
わかる。
バークリーニング後、真空排気を５時間行い減圧度１０
-5Ｔｏｒｒになった後、コンタクトエッチングした場合
の平均コンタクト径の経時変化（比較例１）と、クリー
ニング後３時間の真空排気で減圧度１０-4Ｔｏｒｒとな
った後３０分のＣＯ−Ｏ2 −Ａｒ系放電を行ってからコ
ンタクトエッチングした場合の平均コンタクト径の経時
変化（実施例１）を示す。このとき水分除去プロセスの
メインガスの流量は１２００ｓｃｃｍとした。第２図の
縦軸には、コンタクトホールの寸法変動を、目標ホール
径を１として表した値を示す。横軸には、チャンバーク
リーニング直後から３０時間後までを積算時間（ｈｒ）
を単位に示す。尚、実際の製造工程ではおよそ３０時間
ごとにチャンバークリーニングを実施しているため、一
応の目安として積算処理時間（もしくはＲＦ時間）を３
０時間までとした。５時間の真空排気のみの比較例１で
は、残留水分の影響で、最初１５％以上のホール径の縮
小が見られるが、３０分間のＣＯ−Ｏ2 −Ａｒ系放電を
行った実施例１では、それより短い３時間の真空排気で
あっても立ち上げ直後のコンタクトホール径の縮小は約
６％程度であった。このようにエッチング装置、従って
半導体製造装置では、チャンバークリーニングサイクル
間の加工寸法の変動を大幅に抑えることができることが
わかる。
【００２７】（実施例２、比較例２）第３図に、枚葉式
のロードロック排気のみで連続的にコンタクトエッチン
グした場合（比較例２）と、ロードロック室で排気し更
に１５秒／ウェハのＣＯ−Ｏ 2 −Ａｒ系放電をした場合
（実施例２）の、５０枚連続処理時のコンタクトホール
径の変動を示す。実施例２、比較例２ともに、装置のク
リーニング後１５時間経過時から実施した。なお、ＣＯ
−Ｏ2 −Ａｒガスの流量は、５０ｓｃｃｍとした。通常
のロードロック排気のみの比較例２では５０枚の連続処
理で約７％程度のコンタクト径の縮小が見られるが、ロ
ードロック排気と１５秒／ウェハのＣＯ−Ｏ2 −Ａｒ系
放電を行った本発明の実施例２では、縮小率は約２％程
度に抑えられている。このように半導体装置、特にエッ
チング装置では、ウェハからチャンバー内への吸着水分
の持ち込みについても、ウェハ表面のフォトマスク寸法
をほとんど変化させることなく吸着水分を除去すること
ができ、連続処理において高い寸法安定性を確保するこ
とが可能であることがわかる。
のロードロック排気のみで連続的にコンタクトエッチン
グした場合（比較例２）と、ロードロック室で排気し更
に１５秒／ウェハのＣＯ−Ｏ 2 −Ａｒ系放電をした場合
（実施例２）の、５０枚連続処理時のコンタクトホール
径の変動を示す。実施例２、比較例２ともに、装置のク
リーニング後１５時間経過時から実施した。なお、ＣＯ
−Ｏ2 −Ａｒガスの流量は、５０ｓｃｃｍとした。通常
のロードロック排気のみの比較例２では５０枚の連続処
理で約７％程度のコンタクト径の縮小が見られるが、ロ
ードロック排気と１５秒／ウェハのＣＯ−Ｏ2 −Ａｒ系
放電を行った本発明の実施例２では、縮小率は約２％程
度に抑えられている。このように半導体装置、特にエッ
チング装置では、ウェハからチャンバー内への吸着水分
の持ち込みについても、ウェハ表面のフォトマスク寸法
をほとんど変化させることなく吸着水分を除去すること
ができ、連続処理において高い寸法安定性を確保するこ
とが可能であることがわかる。
【００２８】以上、本発明を実施例に基づき説明した
が、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、他
のエッチング工程やウェハ清浄化工程であってもよい。
また、ウェハの水分除去プロセスはプロセスチャンバー
でなくロードロック室等の予備室で行ってもよい。さら
には半導体製造工程に限らず、表面の吸着水分の除去を
要する工程ならば、本発明の適用が可能である。
が、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、他
のエッチング工程やウェハ清浄化工程であってもよい。
また、ウェハの水分除去プロセスはプロセスチャンバー
でなくロードロック室等の予備室で行ってもよい。さら
には半導体製造工程に限らず、表面の吸着水分の除去を
要する工程ならば、本発明の適用が可能である。
【００２９】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明の表
面清浄化方法によれば、減圧される製造装置系内に少な
くともＣＯあるいはそれを発生させる原料物質を導入す
ることにより、被清浄化表面の吸着水分および水酸基を
有する物質をＣＯ2 、Ｈ2 に分解することができ、その
結果、吸着水分および水酸基を有する物質を除去するこ
とができる。このため、減圧下で被加工物に加工を行う
製造装置系内において、製造装置のクリーニングサイク
ル間の加工寸法の変動を大幅に抑えることができる。ま
た、加工物から製造装置系内への吸着水分の持ち込みに
ついても、被加工物表面の加工寸法をほとんど変化させ
ることなく吸着水分を除去することができ、連続処理に
おいて高い寸法安定性を確保することができる。
面清浄化方法によれば、減圧される製造装置系内に少な
くともＣＯあるいはそれを発生させる原料物質を導入す
ることにより、被清浄化表面の吸着水分および水酸基を
有する物質をＣＯ2 、Ｈ2 に分解することができ、その
結果、吸着水分および水酸基を有する物質を除去するこ
とができる。このため、減圧下で被加工物に加工を行う
製造装置系内において、製造装置のクリーニングサイク
ル間の加工寸法の変動を大幅に抑えることができる。ま
た、加工物から製造装置系内への吸着水分の持ち込みに
ついても、被加工物表面の加工寸法をほとんど変化させ
ることなく吸着水分を除去することができ、連続処理に
おいて高い寸法安定性を確保することができる。
【図１】 本発明の表面清浄化方法を利用するＥＣＲエ
ッチング装置の一例の概念図である。
ッチング装置の一例の概念図である。
【図２】 比較例１における真空排気のみを行った場合
と、実施例１における真空排気とさらに本発明の表面清
浄化方法を行った場合のコンタクトエッチング時の平均
コンタクト径の経時変化を示すグラフである。
と、実施例１における真空排気とさらに本発明の表面清
浄化方法を行った場合のコンタクトエッチング時の平均
コンタクト径の経時変化を示すグラフである。
【図３】 比較例２におけるロードロック室で排気のみ
を行った場合と、実施例２におけるロードロック室で排
気と本発明の表面清浄化方法を行った場合の、５０枚連
続処理時のコンタクトホール径の経時変化を示すグラフ
である。
を行った場合と、実施例２におけるロードロック室で排
気と本発明の表面清浄化方法を行った場合の、５０枚連
続処理時のコンタクトホール径の経時変化を示すグラフ
である。
１０ ウェハステージ １２ エッチングチャンバー １４ 排気口 １６ マスフローコントローラ １８ ウェハ ２０ 下部電極 ２２ チラー ２４ マグネトロン ２６ 導波管 ２８ 放電管 ３０ 電磁コイル ３２ ガス導入管 ３４ ウェハ搬入口 ３６ ＲＦ電源
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｃ２３Ｇ 5/00 Ｃ２３Ｇ 5/00 Ｈ０１Ｌ 21/205 Ｈ０１Ｌ 21/205 21/3065 21/302 Ｎ
Claims (6)
- 【請求項１】減圧された製造装置系内において加工され
る被加工物の表面および／または前記製造装置系内を清
浄化するために、前記製造装置系内に、ＣＯあるいは炭
素含有物質と、酸素含有物質を、炭素原子と酸素原子換
算のモル比で、Ｃ：Ｏ＝１：２００〜１：５の範囲とな
るよう導入することを特徴とする表面清浄化方法。 - 【請求項２】前記炭素含有物質が、脂肪族炭化水素とア
ルデヒド基を有する化合物とＣ−Ｆ系化合物とからなる
群より選ばれる１種もしくは２種以上の炭素含有化合物
であることを特徴とする請求項１に記載の表面清浄化方
法。 - 【請求項３】請求項１または２に記載の表面清浄化方法
であって、ＣＯあるいは前記炭素含有物質と、前記酸素
含有物質との混合ガスに、不活性ガスと水素含有ガスの
いずれか１種もしくは両方を添加することを特徴とする
表面清浄化方法。 - 【請求項４】請求項１〜３のいずれかに記載の表面清浄
化方法であって、前記製造装置系内に、さらに、放電、
レーザー、光、および高熱のいずれか少なくとも１種に
よりエネルギーを加えることを特徴とする表面清浄化方
法。 - 【請求項５】前記被加工物に施される製造工程が、半導
体製造工程であることを特徴とする請求項１〜４のいず
れかに記載の表面清浄化方法。 - 【請求項６】前記製造装置系内は、メンテナンス後の製
造装置系内である請求項１〜５のいずれかに記載の表面
清浄化方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25143496A JPH1098019A (ja) | 1996-09-24 | 1996-09-24 | 表面清浄化方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25143496A JPH1098019A (ja) | 1996-09-24 | 1996-09-24 | 表面清浄化方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1098019A true JPH1098019A (ja) | 1998-04-14 |
| JPH1098019A5 JPH1098019A5 (ja) | 2004-10-21 |
Family
ID=17222791
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25143496A Pending JPH1098019A (ja) | 1996-09-24 | 1996-09-24 | 表面清浄化方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1098019A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6533952B2 (en) * | 1999-06-08 | 2003-03-18 | Euv Llc | Mitigation of radiation induced surface contamination |
| JP2003526908A (ja) * | 2000-02-25 | 2003-09-09 | シュテアク エルテーペー システムズ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 室からの吸着された分子の除去方法 |
| JP2006261518A (ja) * | 2005-03-18 | 2006-09-28 | Tokyo Electron Ltd | 真空容器の水分除去方法、該方法を実行するためのプログラム、及び記憶媒体 |
| JP2009065170A (ja) * | 2007-09-07 | 2009-03-26 | Interuniv Micro Electronica Centrum Vzw | 希ガスクリーニングステップの追加によって改善したプラズマチャンバ壁のクリーニング |
| JP2016092347A (ja) * | 2014-11-11 | 2016-05-23 | 株式会社ディスコ | エッチング方法 |
| JP2016100343A (ja) * | 2014-11-18 | 2016-05-30 | 株式会社ディスコ | エッチング方法 |
-
1996
- 1996-09-24 JP JP25143496A patent/JPH1098019A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6533952B2 (en) * | 1999-06-08 | 2003-03-18 | Euv Llc | Mitigation of radiation induced surface contamination |
| JP2003526908A (ja) * | 2000-02-25 | 2003-09-09 | シュテアク エルテーペー システムズ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 室からの吸着された分子の除去方法 |
| JP2006261518A (ja) * | 2005-03-18 | 2006-09-28 | Tokyo Electron Ltd | 真空容器の水分除去方法、該方法を実行するためのプログラム、及び記憶媒体 |
| JP2009065170A (ja) * | 2007-09-07 | 2009-03-26 | Interuniv Micro Electronica Centrum Vzw | 希ガスクリーニングステップの追加によって改善したプラズマチャンバ壁のクリーニング |
| JP2016092347A (ja) * | 2014-11-11 | 2016-05-23 | 株式会社ディスコ | エッチング方法 |
| JP2016100343A (ja) * | 2014-11-18 | 2016-05-30 | 株式会社ディスコ | エッチング方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Effective date: 20050926 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060110 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20060905 |